風(fēng)機(jī)水泵節(jié)電器
風(fēng)機(jī)水泵智能節(jié)電器
一、概述:
在工礦企業(yè)中大量地使用著風(fēng)機(jī)、水泵,這些機(jī)械一般都以交流電動機(jī)驅(qū)動。其中大部分電動機(jī)均不是工作在額定功率,而經(jīng)常只有額定功率的50%-70%,甚至更低。但電動機(jī)大部分處在恒速運(yùn)行狀態(tài),并以檔板、閥門或放空回流的辦法進(jìn)行流量或壓力的調(diào)節(jié),從而白白損失大量的電能,功率越大的風(fēng)機(jī)、水泵,損失的電能越多。高力風(fēng)機(jī)水泵智能節(jié)電器(以下簡稱GL-F) 是新一代技術(shù)的智能節(jié)電器,它綜合可編程技術(shù)、變頻技術(shù)、跟蹤調(diào)功技術(shù)、軟啟動技術(shù)、動態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償技術(shù),通過PID閉環(huán)控制,自動跟蹤負(fù)載的工作狀況,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)供電功率,減少電能浪費(fèi),大幅度節(jié)省電能。
二、適用范圍
1.冶金行業(yè):送風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)、加熱爐鼓風(fēng)機(jī)、氨水泵;燒結(jié)引風(fēng)機(jī)、熔煉鉛鋅冷卻泵、冷卻泵、清水泵、降溫排風(fēng)機(jī)、煤氣加壓站風(fēng)機(jī)等。
2.石化行業(yè):注油泵、排污泵、清水泵、深井泵、加壓泵、輸油泵、供熱鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等。
3.電力、熱力行業(yè):鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、補(bǔ)水泵、循環(huán)泵、疏水泵、灰漿泵、送風(fēng)機(jī)等。
4.建材行業(yè):旋窯、立窯排風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、集塵系統(tǒng)等。
5.礦山:礦井通風(fēng)機(jī)、抽水泵等。
6.紡織化纖廠:送風(fēng)機(jī)、冷卻水塔、清水泵、鍋爐風(fēng)機(jī)等。
7.造紙廠:鍋爐風(fēng)機(jī)、水泵、紙漿機(jī)等。
8.商場、賓館、寫字樓:送風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、冷卻水塔、屋頂排風(fēng)機(jī)等。
三、節(jié)電原理
1.調(diào)速節(jié)電
風(fēng)機(jī),是傳送氣體裝置。水泵,是傳送水或其它液體的裝置。就其結(jié)構(gòu)和工作原理而言,兩者基本相同?,F(xiàn)先以風(fēng)機(jī)為例加以說明。
采用GL-F對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制,屬于減少空氣動力的節(jié)電方法,它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較,具有明顯的節(jié)電效果。 由圖可以說明其節(jié)電原理:
圖中,曲線(1)為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量(H―Q)特性,曲線(2) 為管網(wǎng)風(fēng)阻特性(風(fēng)門全開)。
假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)效率較高,此時(shí)風(fēng)壓為H2,風(fēng)量為Q1,軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比,在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求,風(fēng)量需要從Q1減至Q2,這時(shí)用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到曲線(3),系統(tǒng)由原來的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中看出,風(fēng)壓反而增加,軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然,軸功率下降不大。如果采用GL-F內(nèi)置的變頻控制方式,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到 n2,根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律,畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量(Q―H)特性,如曲線(4)所示??梢娫跐M足同樣風(fēng)量Q2的情況下,風(fēng)壓H3大幅度降低,功率N3隨著顯著減少,用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面積BH1H3C表示。顯然,節(jié)電的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知,風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用GL-F進(jìn)行調(diào)速,當(dāng)風(fēng)量下降到80%時(shí),轉(zhuǎn)速也下降到80%,而軸功率N將下降到額定功率的51.2%,如果風(fēng)量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當(dāng)然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等.即使這樣,這個(gè)節(jié)電數(shù)字也是很可觀的,因此在裝有風(fēng)機(jī)水泵的機(jī)械中,采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,在節(jié)電上是個(gè)有效的方法。
同理,水泵的節(jié)電原理也可由下圖說明:
許多用泵場合都需在維持恒壓的情況下改變給水量(流量Q)從左圖可知:當(dāng)流量Q1降至Q2若不改變水泵轉(zhuǎn)速,揚(yáng)程將升至B工作點(diǎn),其功率可用H2*Q2來計(jì)算,對應(yīng)面積BH20Q2。原A工作點(diǎn)功率Q1*HT圖上面積AHTOQ1,兩者所耗功率變化不大,如果我們降低轉(zhuǎn)速至(2)即可節(jié)電Q2*H2-Q2*HT=Q2(H2-HT),圖DBH2HT的面積即是節(jié)電值。再如流量變至Q3若仍以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,所需功率Q3*H1,浪費(fèi)能量為FCH1HT。
與風(fēng)機(jī)節(jié)電原理相同水泵電機(jī)輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系,用GL-F進(jìn)行調(diào)速,流量下降,可保持恒壓HT 若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%,軸功率下降至額定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使揚(yáng)程恒定,可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%,此時(shí) 軸功率是額定值的34.3%,節(jié)電達(dá)65.7%,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
2. 軟起動節(jié)電
通常感應(yīng)電動機(jī)采用直接接入電網(wǎng)起動的方法,電動機(jī)的起動電流為額定時(shí)的5~7倍不僅損耗大,對電網(wǎng)沖擊也大,機(jī)械磨損,振動都大,如果用GL-F控制電機(jī)起動,可以將起動電流限制到1.2倍額定電流下,這樣起動耗電大大降低,既不沖擊電網(wǎng),又不沖擊機(jī)械。
3.輕載降壓節(jié)電
任何利用交流感應(yīng)電動機(jī)作為電力傳動方式的生產(chǎn)機(jī)械,電動機(jī)的功率是按較大負(fù)荷期額定負(fù)荷選擇的。而工作時(shí)絕大部分不能滿載運(yùn)行,電動機(jī)工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載很小,也會有很多時(shí)間輕載運(yùn)行,由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性可以知道,電動機(jī)只有運(yùn)行在滿載時(shí)才是效率較高、功率因數(shù)狀況,輕載時(shí)造成許多不必要的電能損耗。GL-F采用檢測負(fù)載大小的方法,根據(jù)負(fù)載的減少,適當(dāng)降低定子電壓可以提率,這是因?yàn)楫?dāng)輕載、空載時(shí)定子電流有功分量很小,而主要是勵磁的無功電流,因此COS¢很低,而空載損耗中占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗,一點(diǎn)沒有減少,所以效率很低。如果輕載時(shí)適當(dāng)降低定子電壓,見電機(jī)定子感應(yīng)電勢公式:
U1≈E1=4.44F1N1KN1¢m
其中: U1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù);KN1由于輕載、空載時(shí)定子電流很小,可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降,所以U1≈E1,當(dāng)其他條件不變時(shí),降低定子電壓U1,則¢m比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降,這樣定子電流中的無功分量減少了,COS¢就提高了,適當(dāng)控制可以接近值。另外,其他條件不變,定子鐵耗:PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2
其中:PFel—定子鐵耗;pFeIN —定子額定鐵耗;
UIN —定子額定端電壓。
可以看出,隨著U1下降,PFel以平方比例迅速下降,這樣輕載、空載時(shí)占主要損耗的鐵耗大量減少,使電機(jī)的運(yùn)行效率大大提高,這就是輕載降壓節(jié)電的道理。
4.提升功率因數(shù)節(jié)電
因GL-F內(nèi)置了功率因數(shù)補(bǔ)償裝置,可以功率因數(shù)大幅度提高,這樣可以節(jié)省很大的無功損耗,一般可節(jié)省30%左右,企業(yè)中的大容量設(shè)備后,GL-F可以增加不少新設(shè)備而不需擴(kuò)容。
以上所述的這些節(jié)電功能利用微電腦技術(shù)全集成于GL-F節(jié)電控制器一身,即:GL-F =變頻器 動態(tài)調(diào)功器 動態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償器 軟起動器
四、主要特點(diǎn)
■ 節(jié)電率達(dá)20%-60%
■有效防止機(jī)械磨損,延長電機(jī)使用的壽命,瞬時(shí)態(tài)轉(zhuǎn)矩反映;
■采用新一代IGBT功率模塊,較大載波頻率達(dá)16kHz,靜音運(yùn)行;
■瞬時(shí)輸出電壓自動調(diào)整,即使輸入電網(wǎng)存在較大的波動,輸出電壓也基本保持不變;
■雙顯示屏數(shù)字鍵盤,控制方式靈活、方便;
■、回升制動等功能,適應(yīng)各種應(yīng)用場合;
■內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器,閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單;
■液晶字符、圖形顯示,中、英文顯示方式隨時(shí)設(shè)定,人機(jī)界面友好;
■雙鍵盤互動切換控制,本機(jī)、遠(yuǎn)程操作自由選擇;
■保護(hù)功能完善,具備電流限幅、過壓失速保護(hù)、短路、過流、過載、過壓時(shí),系統(tǒng)均能即時(shí)保護(hù)。
五、產(chǎn)品系列
GL-F有低壓系列和高壓系列兩大類
低壓的是380V電壓級別。
高壓系列有3KV/6KV/10KV三種電壓級別適用電機(jī)功率范圍為250--2000KW
六、安裝圖示
七、GL-F節(jié)電器節(jié)電效果檢驗(yàn)方法
GL-F節(jié)電器的節(jié)電效果檢測有以下幾種方法:
1.鉗形電流表測試:通過測試節(jié)電器投入前和投入后電機(jī)電流的變化,即可計(jì)算出大致的節(jié)電率。
2.有功電度表測試:通過測試電機(jī)在相同負(fù)荷條件下,節(jié)電器分別投入和斷開,電機(jī)運(yùn)行相同時(shí)間的電耗,即可算出實(shí)際的節(jié)電率。
3.電參數(shù)測試儀測試:通過測試電機(jī)在相同負(fù)荷條件下,節(jié)電器分別投入和斷開,電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流、有功、無功、功率因數(shù)等電參數(shù),即可算出大致的節(jié)電率。
八、使用GL-F節(jié)電器前需要了解的情況
1. 了解風(fēng)機(jī)水泵的類型和用途
2. 了解風(fēng)機(jī)水泵所用電機(jī)的型號、銘牌標(biāo)稱值(電壓、電流、功率)、了解水泵風(fēng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱值,如水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程(壓力)、設(shè)計(jì)流量;風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)量、壓力。
3. 了解水泵風(fēng)機(jī)實(shí)際負(fù)荷的基本情況(包括負(fù)荷特性和運(yùn)行周期),如水泵的實(shí)際壓力、揚(yáng)程、流量、用方式調(diào)節(jié)壓力和流量、閥門的開度;風(fēng)機(jī)的實(shí)際壓力、風(fēng)量、用方式調(diào)節(jié)壓力和風(fēng)量,風(fēng)門或檔板的開度
4. 實(shí)測運(yùn)行時(shí)的電壓、電流。
5. 了解風(fēng)機(jī)水泵的工作時(shí)間及電費(fèi)單價(jià)。
詳細(xì)了解以上情況后請?zhí)顚憽讹L(fēng)機(jī)水泵節(jié)電器應(yīng)用調(diào)查表》,然后根據(jù)調(diào)查表的數(shù)據(jù)參考下述條件判斷適合安裝GL-F節(jié)電器和安裝后大約的節(jié)電效果。
樣判斷一個(gè)應(yīng)用為一個(gè)好的節(jié)電應(yīng)用?
看銘牌標(biāo)稱的壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量差別較大,差別越大,節(jié)電效果就越好;
看閥門、風(fēng)門或檔板的開度,閥門、風(fēng)門或檔板的開度低于90%以下,就會獲得比較好的節(jié)電效果;
對于沒有壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量富余的風(fēng)機(jī)水泵,將不是一個(gè)好的節(jié)電應(yīng)用,但可以作為此類電機(jī)的軟啟動器,因此,要注意避免在壓力、揚(yáng)程、流量、風(fēng)量富余的風(fēng)機(jī)水泵電機(jī)使用該節(jié)電器作為節(jié)能裝置。
下表列出了不同負(fù)荷狀況下可預(yù)期的節(jié)電效果,實(shí)際應(yīng)用時(shí)請以此為參照。
分類 閥門、風(fēng)門或檔板的開度 節(jié)電效果預(yù)測
1 93%(大于93%) 有挑戰(zhàn)性,5-10%
2 80--90% 較好,20-40%
3 70--80% 好,40-60%
4 50--70% 很好60-75%
由上表可以看出,分類4是理想的情況,可預(yù)期獲得顯著的節(jié)電率;分類3是比較理想的情況,一般均可獲得好的節(jié)電率;分類2的情況,一般可獲得較好的節(jié)電率;分類4的情況應(yīng)慎重對待,盡量避免應(yīng)用GL-F改造。
九、產(chǎn)品規(guī)格及尺寸
規(guī)格 尺寸(高*寬*厚)(mm)
5.5KW-7.5KW 700X350X330
11KW-18.5KW 800X400X360
22KW-30KW 900X450X420
37KW-55KW 1100X520X440
75KW-90KW 1200X560X460
110KW-132KW 1400X650X530
160KW-200KW 1700X574X440
220KW-315KW 2100X850X508
注:超出以上規(guī)格的尺寸請咨詢公司技術(shù)部